海上风电场电能传输技术研究

　　（3）双边环形布局
　　在放射形布局的基础上经一条冗余的电缆将两回相邻回路末端的机组相连。因回路内部电缆连接的机组数量加倍，故电缆额定功率也需要加倍。该布局的优缺点与单边环形布局基本相同。
　　（4）复合环形布局
　　将单边环形与双边环形进行结合，将相邻几回路末端的风电机组互连，然后经一条冗余的电缆将末端的机组连接到汇流母线上。该布局相比单边环形可以减少冗余电缆的数量，相比双边环形可以降低回路内部电缆的额定容量。
　　上述几种海上风电场集电线路布局方案各有特点：放射形布局投资小，可靠性低；环形布局投资大，可靠性高。因此，集电线路布局方案需要将投资和可靠性综合考虑，对不同方案经济性进行比较。
　　2.2 海上风电场内部集电线路布局方案经济比较
　　除了考虑风电场内部集电线路初期一次性投资成本外，可靠性对布局方案的经济性也有较大影响。可靠性的影响不是体现在成本的支出（不考虑修复成本），而是体现在收入的减少，也就是说，海底电缆发生故障造成一部分机组不能正常发电，就相当于风电场在故障维修期间损失了相应的应得收入，即故障机会成本。放射形布局投资小，故障机会成本大；环形布局投资大，故障机会成本小。投资成本和故障机会成本相加得到的总成本才是用来比较不同布局经济性能的指标。
　　根据国外海上风电场建设经验以及相关文献分析，在考虑海缆成本、海缆敷设成本、开关设备成本等相关性因素的影响下，不同布局方案的经济性理论比较如下：
　　（1）在典型参数下，传统的放射形布局投资成本远低于环形布局，有明显的成本优势；在环形布局中，复合环形和多边环形成本较低，双边环形成本远高于其他布局。
　　（2）在典型参数下，放射形布局虽然由于包含故障机会成本而使总成本增加，但是其总成本仍然低于环形布局。
　　（3）在各投资成本要素的变动范围内，放射形布局都比环形布局经济，并且随着电缆成本、电缆敷设成本和开关设备成本的增加，放射形布局投资成本低的优势更加明显。在现阶段的海上风电场建设中，对于风电场内部的各种集电线路布局方案，一般来说，放射形布局还是综合考虑后最经济的选择。
　　3 结论与展望
　　大型风电场正在从陆地向海上发展，尽管建设成本较高，但是由于多方面因素的影响，海上风电已引起世界各国重视。目前国内海上风电场仍处于发展起步阶段，已建或计划的海上风电场由于容量较小或离岸距离较近，仍采用传统交流输电方式；随着海上风电场装机规模不断加大和风电场离岸距离的增加，轻型高压直流输电作为一项新型的输电技术在海上风电系统传输方面具有优越性，也更加经济。由于目前对于轻型高压直流输电技术用于海上风电场并网的基础研究不多，更缺乏工程实践，还需要进一步的深入研究和探讨。